第8讲 刚性联轴器
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联轴器的原理和应用1. 联轴器的定义联轴器是一种机械传动装置,用于连接两个轴,并传递扭矩和旋转运动。
它可以在两个轴之间传递运动,同时允许一定的相对错位和轴向位移。
2. 联轴器的种类联轴器根据不同的工作原理和结构形式,可以分为以下几种种类:2.1 刚性联轴器刚性联轴器是最简单的联轴器类型,它通常由一个圆柱体或圆盘连接两个轴。
刚性联轴器具有传递扭矩和旋转运动的能力,但不能容忍轴向错位和轴向位移。
2.2 弹性联轴器弹性联轴器是一种能够容忍一定轴向位移和错位的联轴器。
它通常由弹性材料制成,如弹簧、橡胶等。
弹性联轴器能够吸收由于轴向位移和错位而产生的振动和冲击力,减少设备的损坏和传动系统的噪音。
2.3 液体联轴器液体联轴器利用液体的黏性和摩擦力来传递扭矩和旋转运动。
它通常由两个相互连接的旋转壳体和填充液体组成。
液体联轴器具有良好的吸振和传递扭矩的能力,适用于高速和高扭矩的传动系统。
2.4 磁粉联轴器磁粉联轴器是一种利用磁粉在磁场中的流变特性传递扭矩和旋转运动的联轴器。
它由激磁器、转子和转子之间的悬浮盘组成。
磁粉联轴器具有紧凑的结构和较高的传递效率,适用于高速和高精度的传动系统。
3. 联轴器的应用领域联轴器在工业自动化、机械制造、航空航天等领域被广泛应用。
以下是一些常见的应用领域:3.1 机床制造在机床制造过程中,联轴器用于连接主轴和动力传动装置,实现变速和转向。
它可以保证机床的稳定性和精度。
3.2 船舶工程在船舶工程中,联轴器用于连接主机和推进装置,传递动力和转向力。
它可以保证船舶的稳定性和操纵性。
3.3 发电设备在发电设备中,联轴器用于连接发电机和发动机,传递扭矩和旋转运动。
它可以保证发电设备的稳定性和效率。
3.4 泵类设备在泵类设备中,联轴器用于连接电机和泵体,传递动力和旋转运动。
它可以保证泵类设备的稳定性和工作效率。
3.5 制造设备在制造设备中,联轴器用于连接传动装置和工作部件,实现精确的传动和控制。
联轴器概述联轴器是机械传动系统中的重要组成部分,常用于联结两轴或轴与回转件以传递扭矩及运动,广泛的应用于冶金、化工、机械、车船、电子、飞机等工业部门。
联轴器一般分为刚性联轴器和挠性联轴器两大类。
1、刚性联轴器:刚性联轴器有刚性元件组成,适用于两轴线许用相对位移量甚微的场合。
此类联轴器结构简单,体积小,成本低。
挠性联轴器挠性联轴器又分为金属弹性元件挠性联轴器和非金属弹性元件挠性联轴器两大类。
(1)金属弹性元件挠性联轴器:金属弹性元件挠性联轴器有以下主要特点:1.弹性元件强度较高,比传递同等扭矩的其它联轴器体积小,结构紧凑。
2.性能稳定,使用寿命长。
3.制造较复杂,成本较高。
金属弹性元件多为膜片、波纹管、连杆、金属卷簧、板簧。
金属弹性元件联轴器广泛地应用于:1.具有较大功率和较高转速的泵和风机,大功率的内燃机、压气机、燃气轮机。
2.具有冲击扭矩较大,负载变化剧烈的破碎机械。
3.精密传动机械,数据传输系统,如数控机床。
4.有高温、高精度要求的如纺织、造纸、印刷、包装机械。
5.本公司生产的膜片联轴器属此类型联轴器。
(2)非金属弹性元件挠性联轴器:非金属挠性元件的材料主要是橡胶以及工程塑料(尼龙).使用非金属弹性元件的联轴器具有以下特点:1.具有较高的阻尼减震特性,消震能力较强。
2.具有结构多样及良好的绝缘性能。
3.耐油性和耐热性比较差,负荷性能不够稳定。
4.在运转中无需润滑,维护简便.5.本公司生产的非金属弹性元件挠性联轴器品种有柱销联轴器、柱销齿式联轴器、弹性柱销联轴器、梅花弹性联轴器、轮胎式联轴器、滑块式联轴器、尼龙内齿圈鼓式联轴器。
联轴器的选定:1.选择适当的形式:根据机械特性的要求,如传递扭矩大小、刚度要求、震动、冲击、耐酸碱腐蚀、传动精度等等,确定合适的类型。
2.计算扭矩:联轴器传递的最大扭矩应小于许用扭矩值.最大扭矩的确定应考虑机器制动所需要加减速扭矩和过载扭矩.但是在设计时资料不足或分析困难,最大扭矩不易确定时,可按计算扭矩选用.即不超过许用扭矩值。
联轴器的种类:•刚性联轴器(无补偿能力)•挠性联轴器(有补偿能力):o无弹性元件o有弹性元件1.无弹性元件的挠性联轴器这类联轴器因具有挠性,故可补偿两轴的相对位移。
但因无弹性元件,故不能缓冲减振。
常用的有以下几种:凸缘联轴器(1)这是普通凸缘联轴器,采用铰制孔用螺拴联接,并靠铰制孔(对应铰制孔螺栓) 螺拴来对中,依靠螺拴的抗剪切能力传递扭矩。
凸缘联轴器(2)这是采用普通螺拴联接的凸缘联轴器,依靠两半联轴器结合面上摩擦力传递扭矩。
凸缘联轴器(3)这也是采用铰制孔用螺栓联接的凸缘联轴器,但半联轴器外缘有防护边, 这种结构主要保证联轴器运行时的安全性。
十字滑块联轴器十字滑块联轴器属于挠性联轴器;由两个端面上开有凹型槽的半联轴器和两面带有凸牙的中间盘组成。
凸牙可在凹槽中滑动,可以补偿安装及运转时两轴间的相对位移。
一般运用于转速n小于250r/min,轴的刚度较大,无剧烈冲击处。
滑块联轴器滑块联轴器是由两个带凹槽的半联轴器和一个方形滑块组成,滑块材料通常为夹布铰木制成。
由于中间滑块的质量较小,具有弹性,可应用于较高的转速。
结构简单、紧凑、适用于小功率、高转速而无剧烈冲击处。
万向联轴器十字轴式万向联轴器,由两个叉形接头、一个中间联接件和轴组成。
属于一个可动的联接,且允许两轴间有较大的夹角(夹角α可达35°-45°)。
结构紧凑、维护方便,广泛应用于汽车、多头钻床等机器的传动系统。
齿式联轴器齿形联轴器由两个带有内齿及凸缘的外套和两个带有外齿的内套筒组成。
依靠内外齿相啮合传递扭矩。
齿轮的齿廓曲线为渐开线,啮合角为20°。
这类联轴器能传递很大的转矩,并允许有较大的偏移量,安装精度要求不高,常用于重型机械中。
2. 有弹性元件的挠性联轴器这类联轴器因装有弹性元件,不仅可以补偿两轴间的相对位移,而且具有缓冲减振的能力。
弹性元件所能储蓄的能量越多,则联轴器的缓冲能力愈强;弹性元件的弹性滞后性能与弹性变形时零件间的摩擦功愈大、则联轴器的减振能力愈好。
《机械设计基础》模块九在机械设计中,联轴器与离合器是必不可少的组成部分。
它们在机械系统中起着连接和传递动力的作用,对于保证机械设备的正常运行具有重要意义。
在本文中,我们将探讨《机械设计基础》模块九中涉及的联轴器与离合器的类型、特点及应用。
一、联轴器联轴器是用来连接两轴或轴与回转件,并传递运动和转矩的装置。
根据不同的结构和性能,联轴器有许多种类,以下介绍几种常见的联轴器类型:1、刚性联轴器:刚性联轴器是一种最简单的联轴器,它由两个互相平行的刚性圆盘组成,中间有通孔,通过螺栓将两个圆盘连接起来。
这种联轴器结构简单,制造方便,但传递的转矩较小,适用于低速、轻载的机械设备。
2、弹性联轴器:弹性联轴器主要由两个互相平行的弹性元件组成,弹性元件之间有柱销或孔销连接。
这种联轴器具有较好的缓冲减震性能,适用于中速、中载的机械设备。
3、液力联轴器:液力联轴器是一种利用液体动量矩变换传递转矩的装置。
它主要由泵轮和涡轮组成,通过液体在泵轮和涡轮之间的循环流动来传递转矩。
液力联轴器具有较好的缓冲减震性能,适用于中速、重载的机械设备。
二、离合器离合器是用来分离和接合传动系统中的动力传递的装置。
它可以在运行过程中将传动系统中的动力的接合和断开,以满足机械设备的不同工作需求。
以下介绍几种常见的离合器类型:1、牙嵌式离合器:牙嵌式离合器主要由两个互相平行的牙嵌组成,牙嵌之间有齿槽。
当牙嵌啮合时,动力便传递;当牙嵌脱开时,动力便断开。
这种离合器结构简单,工作可靠,适用于低速、低载的机械设备。
2、摩擦式离合器:摩擦式离合器主要由摩擦片和压盘组成,通过摩擦片的摩擦力来传递转矩。
当摩擦片之间的压力增大时,传递的转矩也增大;当摩擦片之间的压力减小时,传递的转矩也减小。
这种离合器具有较好的缓冲减震性能,适用于中速、中载的机械设备。
3、电磁离合器:电磁离合器主要由电磁线圈和衔铁组成,通过电磁力的作用来传递转矩。
当电磁线圈通电时,衔铁被磁力吸引,传递的转矩增大;当电磁线圈断电时,衔铁失去磁力,传递的转矩减小。